顶空气相色谱-质谱联用法分析粪便中挥发性脂肪酸.pdf

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1、第42卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第3期2014年3月ChineseJournalofAnalyticalChemistry429—435DOI：10．3724／SP．J．1096．2014．31077顶空气相色谱．质谱联用法分析粪便中挥发性脂肪酸江振作，，。王跃飞“，陈荣荣，朱彦，张蕾，刘双，刘海利。(天津市现代中药重点实验室，天津中医药大学，天津300193)(中药新药研发中心，天津国际生物医药联合研究院，天津300457)(瀚盟生物技术(天津)有限公司，天津300457)摘要建立了一种快速分析粪便中挥发性脂肪酸

2、(Volatilefattyacids，VFAs)的顶空气相色谱一质谱联用法(Headspacegaschromatography．massspectrometry，HS-GC／MS)。粪便样品用6％H3PO4溶液按1：2(m／V)混悬后密封于顶空进样瓶中，直接进行HS—GC／MS检测。顶空振荡室加热温度为80℃，振荡加热时间30min，顶空进样针温度为8O℃，不分流进样1mL；采用DB—FFAP毛细管柱(30mx0．25mmx0．25Ixm)，进样口温度为250oC，升温程序(初始温度50％保持1min，以10~C／min升至20

3、0℃)，载气(高纯氦)流速为1．0mL／min；使用电子轰击(Electronimpact，EI)离子源，电子能量为_70eV，离子源温度为250℃，传输线温度为280oC，电子倍增器电压为0．95kV，全扫描模式，扫描范围m／z33～200。结果表明，本方法能够应用于人及大鼠粪便中挥发性脂肪酸的分析，通过NIST标准谱库检索，采用对照品比对以及质谱数据解析的方法，在人的粪便样品中检测到9种挥发性脂肪酸：乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸、异己酸、己酸、庚酸；在大鼠粪便中检测到8种挥发性脂肪酸：乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、

4、戊酸、己酸、庚酸。通过峰面积归一化法，计算得到乙酸、丙酸、丁酸的相对百分含量约占挥发性脂肪酸总量的85％。本方法简单、灵敏，可用于人和大鼠粪便中挥发性脂肪酸的快速检测。关键词顶空气相色谱．质谱联用法；粪便；肠道菌群；挥发性脂肪酸1引言肠道菌群(Gutmicrobiota)是维系人体肠道微生态平衡的重要组成部分，其结构和活性受宿主的基因、营养状况和生活方式等因素的影响¨j。近年的研究发现，正常的肠道菌群在人体内发挥着重要作用，不仅参与人体能量和物质代谢，而且还可以抵御外来致病菌的定植，刺激人体免疫系统的发育J。当机体内肠道菌群发生紊乱

5、时，会导致多种疾病的发生，如肥胖J、糖尿病J、过敏性疾病J、癌症l、艾滋病等。因此，监测人体内肠道菌群的变化，对维持人类健康具有重要意义。粪便中的挥发性脂肪酸主要由短链脂肪酸(Short—chainfattyacid，SCFA)构成，短链脂肪酸是指碳链为1～6的有机脂肪酸，主要包括乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸、己酸、异己酸J，是由肠道菌群代谢肠道内未消化的碳水化合物产生的，是肠道菌群的重要代谢产物，其含量变化能够反映机体内肠道菌群的状况。其中，乙酸、丙酸、丁酸约占挥发性脂肪酸总量的85％～90％，是结肠中主要的阴离子，可以

6、刺激水、钠的吸收，维持人体肠道内电解质平衡。短链脂肪酸能降低结肠内pH值，抑制致病菌的繁殖；维持益生菌代谢，保持肠道菌群稳态；营养结肠上皮细胞，促进细胞生长、代谢；抑制促炎因子产生，减少炎症反应，降低肠道病变；此外，短链脂肪酸还能抑制结肠癌细胞的增殖、分化和转移，促进癌细胞凋亡及控制原癌基因表达¨。因此，通过检测粪便挥发性成分，不仅能够反映机体内短链脂肪酸的含量，还能反映机体内肠道菌群的状态，进而评价机体的健康状态，目前有关此类研究的报道较少。目前，挥发性脂肪酸的检测方法主要包括气相色谱法(Gaschromatography，GC)

7、、高效液相色谱法(Highperformanceliquidchromatography，HPLC)、毛细管电泳法(Capillaryelectrophoresis，CE)和原子吸收分光光度法(Atomicabsorptionspectrophotography，AAS)。由于挥发性脂肪酸极2013—11-07收稿；2013—12-02接受本文系重大新药创制科技重大专项(No．20l2zX09304007)、国家自然科学基金(No．81202877)、天津市滨海新区专业性科技服务业项目(No．2012一ⅪR130o6)资助}E—ma

8、il：wangyuefei_2006@hotmail．corn430分析化学第42卷性大、挥发性强、无紫外吸收和荧光基团，故多采用GC法分析。目前，挥发性脂肪酸多需进行衍生化处理¨，或经过液一液萃取法¨处理后再进行Gc分析，存在操作繁